08第八章 地下水水质评价2.doc

第八章 地下水水质评价第一节 地下水水质评价概述地下水的质量简称地下水水质。地下水中的物质组分，按其存在状态可分为三类：悬浮物质、溶解物质和胶体物质。地下水水质是指地下水水体中所含的物理成分、化学成分和生物成分的综合特征。天然的地下水水质是自然界水循环过程中各种自然因素综合作用的结果，人类活动对现代地下水水质有着重要的影响。根据地下水中的物质成分及对其开发利用的作用与影响，人为地制订地下水水质指标，以表征地下水中物质的种类、成分和数量，它是衡量地下水水质的标准。地下水水质指标项目繁多，共有上百种，可划分为物理性水质指标、化学性水质指标和生物性水质指标。物理性水质指标包括：感官物理性状指标，如温度、色度、浑浊度、透明度、臭和味等；其他指标，如总固体、悬浮固体、溶解性总固体、电导率（电阻车）等。化学性水质指标可分为 3种：第一种为一般的化学性水质指标，如 pH、碱度、硬度、各种阳离子、各种阴离子、总含盐量、一般有机物质等；第二种为有毒的化学性指标，如各种重金属、氰化物、多环芳烃、卤代烃、各种农药等；第三种为氧平衡指标，如溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD）、总需氧量（TOD）等。生物性水质指标一般包括细菌总数、总大肠杆菌数、各种病原菌及病毒等。地下水水质评价是地下水资源评价的重要组成部分，地下水水质评价实际上就是对地下水水质进行定量评价。根据现阶段国家颁布的规范、标准，按照技术要求进行地下水采样分析，依据不同用途对水质的要求，进行地下水水质现状评价，大多是在勘察阶段进行的评价。地下水水质评价存在着时效性问题。地下水水质评价的时效性主要由两方面因素所决定，一方面地下水水质的成分极为复杂，地下水中的某些成分以前不被人们认识，但随着科技水平的提高而被认识和检测出来。因而，地下水水质评价的标准也要在实践中不断地总结、修改，逐渐完善。在进行水质评价时，应以最新标准为依据，不仅考虑水质的现状是否符合标准，还应考虑是否有改善的可能，即经过处理后能否达到用水标准。另一方面，由于地下水始终处于不断的循环交替之中，在自然、人类的影响之下，地下水的水质不断变化，勘察阶段所进行的地下水水质评价结果随着时间的推移往往还会发生变化。因此，水源地建成后也要进行水质监测并定期评价，预测地下水开采后水质可能发生的变化，提出卫生防护和管理措施。地下水水质评价应反映出区域地下水水质的整体特性。因此，应使水质样本的空间分布能够在宏观上最大限度地实现对地下水水质状况的控制，在采样点得到的地下水水质信息能够代表整个系统的水质状况。同时，提高成井工艺水平、采样技术及水质检测水平，以保证地下水水质评价的精度。近年来，随着地下水科学技术的发展以及人们对环境问题认识的不断深化，地下水环境质量评价工作越来越得到重视。地下水环境质量评价是环境质量评价工作的重要组成部分，它与常规供水水质评价既有联系又有区别。地下水环境质量评价是一项全新的工作，在概念、理论与技术方法上还在不断地完善。有关地下水环境质量评价的内容将在本章第四节中作简单的介绍。第二节 供水水质评价一、生活饮用水水质评价生活饮用水应符合下列基本要求：水的感官性状良好；水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康；水中不得含有病原微生物。因此，评价生活饮用水时应包括地下水的感官指标、一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标和放射性指标。（一）地下水水质的物理性状评价（感官评价）生活饮用水的物理性状应当是无色、无味、无臭、不含可见物，清凉可口（水温711oC）。水的物理性状不良，会使人产生厌恶的感觉，同时也是含有致病物质和毒性物质的标志。例如，含腐殖质的水呈黄色，含低价铁的水呈淡蓝色，含高价铁或锰的水呈黄色或棕黄色；水中悬浮物多时呈混浊的浅灰色，硬水是浅蓝色；含硫化氢的水有臭鸡蛋味，含有机物及原生动物的水，可能有腐味、甜味、霉味、土腥味等；含高价铁有发涩的锈味，含硫酸铁或硫酸钠的水呈苦涩味，含氯化钠过多的水则有咸味等。（二）地下水的一般化学指标评价（普通溶解盐的评价）水中溶解的普通盐类，主要指常见的离子成分，如氯离子（CI）、硫酸根离子（SO42一）、重碳酸根离子（HCO3）、钙离子（Ca2）、镁离子（Mg2）、钠离子（Na）、钾离子（K+），以及铁、锰、碘、锶、铍等。它们大都来源于天然矿物，在水中的含量变化很大。它们的含量过高时，会损及水的物理性状，使水过咸或过苦不能饮用，并严重影响人体的正常发育；它们含量过低时，也会对人体健康产生不良影响。生活饮用水标准中规定，水的总矿化度不应超过1gL。由于人体对饮用水中普通盐类的含量具有很快的适应能力，所以在一些淡水十分缺乏的地区，总矿化度为12gL的水，也可作为饮用水。在生活饮用水评价中，以下情况值得重视。水的硬度：按2001年9月1日卫生部颁布的生活饮用水水质卫生规范（表8.1），饮用水的总硬度（以碳酸钙计）不应超过450mgL的限量。以德国度计时，一般不得高于25德国度。但硬度太小的水，对人体也不宜，规定不得小于8德国度，最好是1015德国度。钙是人体必需的矿物质。饮用水中缺钙，易导致牙病，并影响人体心血管系统及骨骼的生长等，可能出现许多不适应的症状。当水中含过量的锶或铍时，可能导致大骨节病、佝偻病和克山病。人体对镁的需求远比钙少得多，水中含镁过多时，易使水发涩、发苦，特别是硫酸镁含量大干300500mgL时，能引起腹泻。硫酸盐：水中硫酸盐含量过高时，会使水味变坏，甚至引起腹泻，使肠道机能失调。水中硫酸盐的含量应限制在 250mgL以下。在水中缺钙的地区，当硫酸盐含量低于 10mgL时，易导致大骨节病。碘：人体需要适量的碘，以制造甲状腺激素，维持碘代谢。碘在淡水中的含量一般很低（0.0020.01mgL），易为植物，特别是柳树吸收。人体如果缺碘，会发生甲状腺肿大病和克汀病。锶和铍：天然水中的锶和铍含量一般甚微。当其含量增高时，可引起大骨节病、锶佝偻病和铍佝偻病。饮用水中锶的含量限定为0.003mg/L。铜和锌：是人体必需的元素，其限量皆为1.0mgL；若摄取过量，也有毒性。硫酸铜的毒性较大，会引起肠胃炎、肝炎、黄疸病等。锌的毒性较弱，但吃得过多，也可引起肠胃炎及消化道动膜被腐蚀等疾病。氧化亚铁和锰：这两种物质影响水的味道。当氧化亚铁含量达到0.3mgL时，水具有墨水味。当锰的含量达到0.1mgL时，水也有不良味道。值得注意的是，我国现行的标准对溶解性总团体（矿化度）只规定了上限标准，对下限则未做限定。其实人体所需的矿物质和微量元素大多来自饮用水，长期饮用低矿化度水（纯净水、雨水等）会对身体产生不良的影响，使人产生疲乏感，人体免疫力降低，引发某些疾病。（三）对饮用水中有毒物质的限制地下水中的有毒物质种类很多，包括有机的和无机的。目前，各国对有毒物质的限定数量各不相同，主要基于对有毒物质毒理性的研究程度和水平的差异。除了在饮用水水质标准中所限定的有毒物质外，仍有许多有毒物质的毒理性由于现有的研究水平无法确认其毒理水平而不能给出明确的限定指标。地下水中的有毒物质主要有砷、硒、镉、铬、汞、铅、氟化物、氰化物、酚类、硝酸盐、氯仿、四氯化碳以及其他洗涤剂及农药等成分。这些物质在地下水中出现，主要是地下水受到污染所致，少数也有天然形成的。就毒理学而言，这些物质对人体具有较强的毒性及强致癌性，各国在饮用水水质标准中对此类物质的含量都有严格控制。有些有毒物质能引起人体急性中毒，而大多数毒性物质随饮用水进入人体在人体内积蓄，引起慢性中毒。有毒物质对人体的毒害作用主要表现为：氟骨症、骨质损害、骨疼病、破坏中枢神经、损伤记忆、新陈代谢紊乱、血红蛋白变性、皮肤色素沉淀、脱发、破坏人体器官的正常功能、致癌等，中毒严重者会导致快速死亡。砷（As）：毒性较大，饮用水中砷的含量大于0.1mgL时，能麻痹细胞的氧化还原过程，使人容易患溶血性贫血，并有致癌作用。饮用水中砷的允许含量一般为0. 010. 02mgL；超过 0. 05mgL时不能作为饮用水。硒（Se）：硒对人体有较强的毒性。它在人体中蓄积作用明显，易引起慢性中毒，损害肝脏和骨骼。1975年后，人们认识到硒在生物功能方面具有双重作用，它既是有毒元素，又是生命所必需的微量元素，如对癌症则有致癌和抗癌的两重性。近期研究表明，人体摄入硒应适量。饮用水标准中对硒的限量为不超过0.01mgL。镉（Cd）：具有很强的毒性，能在细胞中蓄积，是一种不易被人体排出的有毒元素。它可使肠、胃、肝、肾受损，还能使骨骼软化变脆，产生骨痛病。有人认为，贫血及高血压也与镉在机体内的蓄积有关。饮用水对镉的限量标准为不超过0.005mgL。铬（Cr）：铬，特别是六价铬对人体有害，当饮用水中铬含量大于0.1 mgL时，会刺激和腐蚀人体的消化系统，能破坏鼻内软骨，甚至可致肺癌。饮用水卫生规范对铬的限定标准为不超过0.05mgL。汞（ Hg）：汞为蓄积性毒物。它进入人体后，可使人的中枢神经、消化道及肾脏受损害，使细胞的蛋白质沉淀，形成细胞原浆毒。妇女、儿童及肾病患者对汞敏感。汞还能从妇女乳腺中排出，影响婴儿健康。饮用水标准对汞的限定含量不超过0.001mgL。铅（Pb）：蓄积性毒物。当人体内蓄积铅较多时，会使高级神经活动发生障碍，产生中毒症状，甚至侵入骨髓内，使人瘫痪，它也能从妇女的乳腺中排出，影响婴儿健康，饮用水中对铅的限量为不超过0.01mgL。氟化物：氟化物在饮用水中含量过低或过高，都对人体有害。当含氟过低（小于0.3mgL）时，会失去防止龋齿的能力；含氟量过高（大于1.5mgL）时，可使牙齿釉质腐蚀，出现氟斑齿，甚至造成牙齿损坏。长期饮用高氟水，还能引起骨骼变形等慢性疾病（氟骨症），甚至残废。饮用水中含氟量的最高限量为1.0mgL。氰化物：氰化物是毒性大的物质。它进入人体后，会使人体中毒；当达到一定浓度时，可导致急性死亡。饮用水中的氰化物最高限量为0.05mgL。（四）对细菌学指标的限制地下水中常含各种细菌、病原菌、病毒和寄生虫等成分，同时有机物质含量较高，这类水对人体十分有害。因此，饮用水中不允许有病原菌和病毒的存在。然而由于条件的限制，水中的细菌，特别是病原菌不是随时都能检出和查清的。因此，为了保障人体健康和预防疾病，便于随时判断致病的可能性和水受污染的程度，一般是将细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群作为指标，确定地下水受生活污染的程度。1）细菌总数，指水样在相当于人体温度（37oC）下经 24h培养后，每毫升水中所含细菌总数，规定小于100CFUrnL。2）总大肠杆菌群和粪大肠杆菌群。大肠杆菌本身并非致病菌，一般对人体无害。但若在水中发现很多大肠杆菌，则说明水已被污染，有病原菌存在的可能性。生活饮用水水质卫生规范规定，总大肠杆菌群和粪大肠杆菌群在每100mL水样中不得检出3个/L。在进行水质评价时，应对勘察区所取水样资料进行分析，逐项与标准对照比较，只有全都符合标准的水才可以作为饮用水。如果出现个别超标项目，则根据其经人工处理后能否达到标准要求而定。二、工业用水水质评价各种工业生产几乎都离不开水，不同的生产部门对水质的要求也不同。因此，不同工业用水水质的限定要求，在供水水文地质勘察与水质的评价中，系统地、有重点地在拟开发的地下水水源地布置水质采样点，按照工业用水的水质标准全面评价水源地的水质状况。由于工业用水种类繁多，没有必要一一列举，现仅简述主要工业的水质评价。（一）锅炉用水的水质评价在工业用水中，锅炉用水构成了供水最主要的部分，而且对水质的要求也较高。由于蒸汽锅炉中的水是处在高温、高压条件下，所以水中的一些物质会发生各种不良化学反应。其中，成垢作用、起泡作用和腐蚀作用等不良的化学作用严重地影响锅炉的正常使用。1.成垢作用当水煮沸时，水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，并依附于锅炉壁上，形成锅垢，这种作用称为成垢作用。当锅垢厚时，不仅会影响传热、浪费燃料、降低锅炉的使用效率，而且有时会使炉壁受热不均、炉壁过热融化，引起锅炉爆炸。锅垢的成分通常有氧化钙、碳酸钙、硫酸钙、硅酸钙、氢氧化镁、硅酸镁、三氧化二铝、二氧化二铁及悬浊物质的沉渣等。这些物质是由于溶解于水中的钙、镁盐类及胶体二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁和悬浊物沉淀而产生的。例如：Ca2+2HCO3CaCO3+H2O+CO2Mg2+2HCO3MgCO3+H2O+CO2碳酸镁再分解，沉淀出镁的氢氧化物：MgCO3+H2OMg(OH)2+H2O+CO2与此同时，还可以沉淀出硅酸钙及硅酸镁，有时还沉淀出硫酸钙等。所有这些产物沉淀在锅炉壁上，便形成了锅垢。锅垢总含量可根据水质分析资料用下式计算：Ho=S+C+72Fe2+51Al3+70Mg2+118Ca2+式中：H0锅垢的含量（gm3）；S浮物的含量（mgL）；C胶体物（SiO2 AI2O3Fe2O3）含量（mgL）；Fe2+，AI3+离子的浓度（mmolL）。式中的系数是按所生成的沉淀物摩尔质量计算出来的。按锅垢总含量对成垢作用进行评价时，可将水分为4个等级： H0125mgL时，为锅垢很少的水； H0= 125 250mgL时，为锅垢较少的水； H0=250500mgL时，为锅垢较多的水 H0500mgL时，为锅垢很多的水。锅垢包括硬质的垢石（硬垢）及软质的垢泥（软垢）两部分。硬垢主要是由碱土金属的碳酸盐、硫酸盐构成，附壁牢固，不易清除。故在评价锅垢时，还要计算硬垢数量，评价锅垢的性质。硬垢总含量常用下式计算：Hh=SiO2+40Mg2+68Cl+2SO42Na+K+式中：Hh硬垢总含量（mgL）；SiO2二氧化硅含量（mgL）。如果括弧中结果为负数时，说明水中没有钙镁的碳酸盐和硫酸盐，则可略去不计。对锅垢的性质进行评价时，可采用硬垢系数（Kn），即Kn=Hh/H0。当Kn0.25时，为软沉淀物的水；当Kn=0.250.5时，为中等沉淀物的水；Kn0.5时，为硬沉淀物的水。2.起泡作用起泡作用是指水在锅炉中煮沸时产生大量气泡的作用。如果气泡不能立即破裂，就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。当泡沫太多时，会使锅炉内水的汽化作用极不均匀，水位急剧地升降，致使锅炉不能正常运转。产生这种现象的原因是水中易溶解的钠盐、钾盐以及油脂和悬浊物受炉水的碱度作用，发生皂化的结果。钠盐中，促使水起泡的物质为苛性钠和磷酸钠。苛性钠除了可使脂肪和油质皂化外，还能促使水中的悬浊物变为胶体悬浊物。磷酸根与水中的钙、镁离子作用，能在炉水中形成高度分散的悬浊物。水中的胶体状悬浊物，增强了气泡薄膜的稳固性，因而加剧了起泡作用。起泡作用可用起泡系数（F）评价。起泡系数根据钠、钾的含量计算：当F60mgL时，为不起泡的水（机车锅炉一周换一次水）；当 F=60200mgL时，为半起泡的水（机车锅炉 23d换一次水）；当F200mgL时，为起泡的水（机车锅炉12d换一次水）。3.腐蚀作用水通过化学的和物理化学的或其他作用对炉壁的侵蚀破坏称为腐蚀作用。对金属的腐蚀与水中的溶解氧、硫化氢、游离二氧化碳、氨、氢等气体含量，氯离子、硫酸根离子等离子浓度及pH的大小等因素有关。锰盐、硫化铁、有机质及脂肪油类，皆可作为接触剂而加强腐蚀作用。温度升高及由此而产生的局部电流，可促进腐蚀作用。锅炉中，随着蒸汽压力的加大，水对铜的危害也随之加大，往往对蒸汽机叶片产生腐蚀。腐蚀作用对锅炉的危害极大，不仅能减少锅炉的寿命，还可能发生爆炸事故。水的腐蚀性可以按腐蚀系数（Kk）进行评价。对酸性水：Kk=1.008（H+十3AI3+2Fe2+2Mg2+2CO32HCO3）对碱性水：K=1.008（2Mg2+HCO3）当Kk0时，为腐蚀性水；当Kk0，但Kk十0. 0503Ca2+ 0时，为半腐蚀性水；当Kk十0.503Ca2+1000mgL，且满足下式时，即有侵蚀性：MeK3SO42式中：Me水中Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、NH4+等的总量（mgL）；SO42水中硫酸根离子的含量（mgL）；K3随水泥种类不同而异的一个常数，介于60009000之间，可由有关手册查得。当 Me1000mgL，不论 SO42含量多少，均无侵蚀性。（三）其他工业用水对水质的要求不同工业部门对水质的要求不同，而纺织、造纸及食品等工业对水质的要求较严格。水质既直接影响到工业产品的质量，又影响产品的生产成本。硬度过高的水，对于肥皂、染料及酸、碱工业的生产都不太适合。硬水不利于纺织品的着色，并使纤维变脆，使皮革不坚固，使糖类不结晶。如果水中有亚硝酸盐，可使糖制品大量减产。水中存在过量的铁、锰盐类，能使纸张、淀粉及糖等出现色斑，影响产品质量。食品工业用水，除必须符合饮用水标准外，还要考虑影响质量的其他成分。由于工业企业种类繁多，生产形式各异，各项生产用水还没有统一的水质标准，所以，目前只能依照本部门的要求与经验，提出一些试行规定。现将几种工业用水对水质的要求列于表8.2中。三、农田灌溉用水水质评价农田灌溉用水的水质好坏对保护农田土壤、地下水水源（防止被污染的灌溉水补给地下水、农田灌溉用水的回渗是地下水的一个主要补给源）以及保证农产品的质量十分重要。灌溉用水水质状况，主要涉及水温、水的总矿化度及溶解盐类的成分。同时，必须考虑由于人类污染造成的灌溉用水的pH和有毒元素对农作物和土壤的影响。（一）农业用水的水质要求灌溉用水的温度应适宜。在我国北方，以 1015oC为宜；在南方的水稻区，以1525oC为宜。温度过低或过高对作物生长都不利。我国北方地下水的温度，一般都偏低，可将水取出后引入地表水池晾晒或用加长渠道等措施来提高水温。利用温泉水灌溉时，也可用这种方法降温后再灌溉。灌溉用水的矿化度不能太高，太高对农作物生长和土壤都不利。一般以不超过 1. 7g/L为宜。但是，土壤原有含盐量、气候条件、土壤性质、潜水埋深、排水条件、灌溉与耕作方法等一系列影响土壤积盐与脱盐的因素决定了不同地区的农作物对灌溉用水的含盐量有不同的适应能力。若大于1.7g/L，则应视作物种类和所含盐类成分而定。不同作物有不同的耐盐性。例如，在华北平原灌溉矿化度小于1g/L的水，一般作物生长正常；灌溉矿化度为 12g/L的水，水稻、棉花生长正常，小麦生长受抑制。水中所含盐类成分不同，对作物有不同的影响。对作物生长最有害的是钠盐，尤以碳酸钠危害最大。它能腐蚀农作物根部致使作物死亡，还能破坏土壤的团粒结构。其次为氯化钠，它能使土壤盐化，变成盐土，使作物不能正常生长，甚至枯萎死亡。对于易透水的土壤来说，钠盐的允许含量一般为：碳酸钠，1g/L；氯化钠，2g/L；硫酸钠，5g/L。如果这些盐类在土壤中同时存在，其允许含量应更低。水中有些盐类对作物生长并无害处，例如，碳酸钙和碳酸镁。还有一些盐类不但无害，而且还有益，例如，硝酸盐和磷酸盐具有肥效，有利于作物生长。对农田用水的水质进行评价时，不仅应考虑对作物生长有无影响，还应注意不要造成环境污染。特别是城市郊区，常用废水作为灌溉水源，因此必须对水质严格限制。（二）农田灌溉水质评价方法1.水质标准法为了保护人体健康，维护生态平衡，促进经济发展，我国制订了国家农田灌溉水质标准（GB 508492）（表 8. 3），评价时可以作为依据。水质标准法就是对照国家颁布的农田灌溉用水水质标准进行评价，对有些不适宜灌溉的地下水成分须进行处理，达到标准后方能进行灌溉。但是，由于医疗、生物制品、化学试剂、农药、石油炼制、焦化和有机化工处理后的废水，因其成分复杂而特殊，不宜用现行的灌溉水质标准评价。在评价中除了依照标准所列的指标外，还应考虑水温的下限、盐分的类型、有机物类型等。在水资源十分缺乏的干旱灌溉区，灌溉水的含盐量可适当放宽。2.钠吸附比值法钠吸附比值（A）法是美国农田灌溉水质评价采用的一种方法，它是根据地下水中的钠离子与钙镁离子的相对含量来判断水质的优劣。其计算公式为式中：Na+、Ca2+、Mg2+各离子的毫摩尔浓度。当A20时，为有害水；当A=1520时，为有害边缘水；当A8时，为相当安全的水。钠吸附比值也反映了钠盐含量的相对值，因此，应用这种方法评价水质时，还应与全盐量、水化学条件相结合。3.灌溉系数法灌溉系数是根据 Na+、 SO42一的相对含量采用不同的经验公式计算的，它反映了水中的钠盐值，但忽略了全盐的作用。其计算公式见表8.4。灌溉系数Ka 18时，为完全适用的水；Ka=186时，为适用的水；Ka=5.91.2时，为不太适用的水；Ka1.2时，为不能用的水。4.盐碱反法我国河南省地矿局水文地质队提出的盐度、碱度的评价方法，目前已被广泛采用。其评价指标见表8.5和表8.6。该方法将灌溉水水质对农作物和土壤的危害分为表8.5中的四种类型。（1）盐害主要指氯化钠和硫酸钠这两种盐分对农作物和土壤的危害。一般，在农作物的根、茎内水分中含盐量很低。当用含这种盐的高矿化水灌溉以后，由于渗透压的存在，灌溉水中高浓度的盐会向作物内的低浓度方向迁移，而作物内的水则向高浓度（灌溉水）方向运移，农作物因此枯萎死亡，或在阳光作用下使盐分积累在作物的茎叶表面上，使农作物不能正常生长。常用这种水灌溉，还可使土壤变成不宜于作物生长的盐土。水质的盐害程度，可用盐度表示。盐度，就是液态下氯化钠和硫酸钠的最大危害含量（单位为mmolL）。其计算方法为当Na+CI2SO42时，盐度=CI2SO42；当Na+Cl2SO42时，盐度=Na+。（2）碱害也称苏打害，主要是指碳酸钠和重碳酸钠对农作物和土壤的危害，因为这种盐能腐蚀农作物的根部，使作物外皮形成不溶性腐殖酸钠，造成作物烂根，以致死亡。此外，水中钠离子易与土粒表面吸附的钙、镁等交换，形成富含吸附钠离子的碱土。碱土不具团粒结构，透水性和透气性都很差，干时坚硬、龟裂，湿时很融，不适于农作物生长。水质的碱害程度用碱度表示，碱度就是液态下重碳酸钠的危害含量（mmolL）。其计算公式为碱度=（HCO32SO42）一2（Ca2+十Mg2+）如计算结果为负值，则以盐害为主。（3）盐碱害即盐害与碱害共存。当盐度大于10mmolL，并有碱度存在时，即称为盐碱害。这种危害，一方面能使土壤迅速盐碱化，另一方面又对农作物的根部有很强的腐蚀作用，使农作物死亡。（4）综合危害除盐害碱害外，水中的氧化钙、氧化镁等其他有害成分与盐害一起对农作物和土壤产生的危害，称为综合危害。综合危害的程度主要决定于水中所含各种可溶盐的总量，所以用矿化度来说明。评价的指标见表8.5。如果只有盐害和碱害的水，可按表8.6所规定的指标评价。应当指出，表中所列指标是根据河南省豫东地区条件试验得出的；将其运用到其他地区时，应结合具体条件加以修正。对于农田灌溉用水的地下水水质评价，由于地下水中含盐分的多少、各种成分的复杂性以及气候条件、土壤性质、潜水位深浅等对农作物生长与质量的影响，作物种类和生育期以及灌溉方法、制度等的不同，简单地制订共一种统一标准是困难的。因此，必须结合实际条件因地制宜地进行农业灌溉用水水质评价。第三节 矿泉水的水质评价地下水中某些特殊矿物盐类、微量元素或某些气体含量达到某一标准或具有一定温度时，使其具有特殊的用途，即称之为矿泉水。矿泉水按用途可分为三大类，即工业矿泉水、医疗矿泉水和饮用矿泉水。一般所称的矿泉水主要是指天然饮用矿泉水，即可以作为瓶装饮料的矿泉水。它与一般淡水和生活饮用水有严格的区别，同时也不同于医疗矿泉水。饮用矿泉水盐类组分的浓度、特征化学元素的界限值，一般均低于医疗矿泉水中各化学元素的界限值。与一般的生活饮用水相比而言，饮用矿泉水含有特殊化学成分，特别是含有的一些微量元素具有一定的保健作用。随着人们生活水平的提高，饮用矿泉水在国内外均有很好的销售市场。由于饮用矿泉水水质既关系到矿泉水的质量与品质，同时也关系到人体健康，因而矿泉水的水质评价是矿泉水评价的核心工作。一、天然饮用矿泉水基本特征与开发利用现状（一）天然饮用矿泉水的基本特征二）埋藏在地层深部，沿断裂带或通过人工揭露出露于地表；2）地下水通过深部循环，与围岩发生地球化学作用，产生一定量的对人体有益的常量元素和微量元素或其他化学成分；3）经过长期的溶滤作用，水质洁净，没有受到地面污染，因而不必进行任何净化处理，可直接饮用；4）水质、水量和水温的动态能基本保持相对的稳定性；5）天然饮用矿泉水都是在自然条件下形成的，所以人造矿泉水（包括纯净水）不属于天然矿泉水的范畴。（二）我国天然饮用矿泉水的分布与开发利用现状我国的天然饮用矿泉水分布很广，目前全国已知的矿泉水产地多达3500多处，尤以东南、华南各省分布较多，川西、滇西以及藏南地区也较为密集，东北长白山地区矿泉水资源较丰富，华北相对较少，西北地区为数更少。在各类矿泉水中，以碳酸矿泉水、硅酸矿泉水与银矿泉水数量最多，占全部矿泉水的90左右。含锌、含锂矿泉水相当少，而含碘、含硒矿泉水为数更少。应当指出的是，以上情况仅为20世纪80年代末的统计数字。随着我国经济的发展与矿泉水开发力度的加大，矿泉水的产地与矿泉水的种类必将有较大的变化。欧洲的矿泉水工业早在19世纪就开始兴起，到助世纪80年代，年产量就已经达到1000104t以上。近20年来，我国矿泉水饮料业发展十分迅猛，但仍存在许多问题，如在品种上十分单一，大多数为硅酸矿泉水或含锶矿泉水，在矿泉水的成因、形成条件、水质与水量的动态变化等勘察方面投入不大，对矿泉水资源的保护不足等。二、天然饮用矿泉水特殊组分的界限指标与水质评价天然饮用矿泉水是一种矿产资源。能否定义为天然饮用矿泉水，除了具备来自地下深部循环的天然露头或经人工揭露的，且所含化学成分、流量、水温等具有稳定动态以及其水质不需处理直接达到生活饮用水标准外，还应符合中华人民共和国饮用天然矿泉水标准（GB 85371995）所限定的特殊化学组分的界限指标，见表8.7。凡符合表8.7中各项指标之一的矿泉水，可称为饮用天然矿泉水。此外，应在保证水源卫生细菌学指标安全的条件下开采或装瓶；在不改变天然饮用矿泉水的特性和主成分的条件下，允许曝气、倾析、过滤和除去，或加入二氧化碳。天然饮用矿泉水除了达到国家标准规定的特殊化学组分的界限值外，同时还对某些元素和组分也规定了限量指标以及污染指标与微生物指标见中华人民共和国饮用天然矿泉水标准（GB85371995）。为了确保天然饮用矿泉水的质量，在进行水质评价时，必须以国家规定的标准为依据。标准中没有规定的某些成分，则应参照一般饮用水标准评价。当两者规定有矛盾时，则以饮用矿泉水的标准为准。在评价过程中，还要结合天然饮用矿泉水产地的地质、水文地质条件和动态观测资料进行论证。三、天然饮用矿泉水的分类与命名天然饮用矿泉水主要按其所含的微量元素进行分类。矿泉水可按达标的微量元素命名，例如，我国比较常见的饮用矿泉水大致可划分为以下8种：碳酸矿泉水（水中的游离二氧化碳含量大于250mg/L）；硅酸矿泉水（水中的硅酸浓度大于25mg/L）；锶矿泉水（锶含量为 0. 25mg/L）；锌矿泉水（锌含量为 0. 25mg/L）；锂矿泉水（锂含量为0.205mg/L）；溴矿泉水（溴含量大于1.0mg/L）；碘矿泉水（碘含量为0.20。5mg/L）；硒矿泉水（硒含量为0.010.05mg/L）。根据所含的微量元素，又可划分为含单项达标微量元素的矿泉水和含多项达标微量元素的矿泉水两大类。多数矿泉水属单项微量元素矿泉水，其中硅酸矿泉水常同时含锶，称为含锶硅酸矿泉水。含两项以上微量元素的矿泉水较为少见，我国碳酸矿泉水与含硅酸、含锶矿泉水分布较广，称为常见矿泉水；而含锌、锂、硒等矿泉水较为少见，称为稀有矿泉水。第四节 地下水环境质量评价地下水环境质量评价是环境评价中水环境评价的一部分，地下水环境质量评价主要是以水质为核心问题进行的环境质量评价，除了进行一般性的水质现状评价外，还应对以水质为核心的地下水环境质量做出回顾评价、影响评价，阐明地下水是否受到污染、污染的程度，污染区的分布状况和造成污染的原因及可能的发展趋势。也就是说，地下水环境质量评价不仅要查明地下水环境的演变历史和现状，还要分析人类活动对地下水环境的影响尤其是不利于人类发展的负效应，以便合理规划地下水资源的开发、利用，采取有效的措施，避免污染，保护地下水环境，确保可持续发展。当前的地下水环境质量评价主要是指狭义的地下水环境质量评价。一、评价的内容及原则地下水环境质量评价主要应包括以下内容：1）分析、确定污染物的排放特征，包括污染物的组成、含量和物理化学性质、排放方式以及排放速率等；2）根据地下水环境特征以及污染物特征，估算被排除污染物增量的时空分布；3）评估污染物排放对地下水环境的影响范围、影响时段以及影响程度；4）依照有关法规，判断地下水水质的优劣，并提出相应的防治对策、措施及建议。地下水环境质量评价一般应遵循的原则：1）依据评价范围内的水文地质特征和影响地下水环境质量的主要活动特点，有针对性地进行评价，而且应突出重点。2）以国家或地方的法规为准绳，评判人类活动对地下水的影响。在评判时，要特别强调浓度控制和总量控制相结合的原则。3）坚持评价和治理并重、评价先行以及短期与长期影响同时考虑的原则。4）充分利用现有资料，并根据评价需要尽可能取得实际勘探及测量数据。开展相应的野外试验和实验室模拟试验工作也是十分必要的。二、评价的类型地下水环境质量评价包含3种不同的评价类型，即回顾评价、现状评价和环境影响（预测）评价。回顾评价是根据本地区历年观测的环境资料，分析地下水环境的演变过程和发展趋势，追溯当前地下水环境恶化的原因，这对于分析污染物的迁移规律是有帮助的。同时，它也可以用于检验环保设施是否达到预期的效果，原来的评价模式、参数以及预测结果是否合理，结论和建议是否得当，以便总结过去的评价工作，为改善评价工作积累经验。现状评价主要是评价当前的地下水水质，弄清当前污染物分布状况和分布特征及发展趋势，找出主要污染物和污染途径，提出改善地下水环境和防止污染范围扩大的措施。环境影响评价是根据水文地质条件及其相关参数，利用适当的数学模型，对拟建项目或现行生活、生产活动的排放参数、废水的物理化学特征和排放特征等，估算由于开采地下水、废水排污或其他活动造成的地下水环境中各种污染物浓度增量的时空分布及其发展趋势，并预测它对环境的影响。三、地下水质量分类标准依据我国地下水水质的现状、人体健康基准值及地下水质量保护目标，并参照生活饮用水、工业、农业用水水质要求，地下水质量评价将地下水质量划分为五类。I类：主要反映地下水化学组分的天然低背景含量，适用于各种用途；类：主要反映地下水化学组分的天然背景含量，适用于各种用途；类：以人体健康基准值为依据，主要适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水；类：以工业、农业用水要求为依据，除适用于农业用水和部分工业用水外，适当处理后，可作为生活饮用水；V类：不宜饮用，其他用水可根据用水目的选用。四、地下水环境影响评价（一）地下水环境影响评价等级的划分1.评价等级划分的依据按照环境影响评价技术导则要求，地下水环境影响评价可划分为3个工作等级。评价等级的划分是为了根据实际情况确定评价范围及深度而提出来的，其目的是为了避免漏掉应开展的工作，也为了避免进行那些不必要的工作。评价等级的确定，应由评价单位和项目主管部门根据评价等级划分依据协商提出，并报环境保护部门同意。地下水环境影响评价等级的划分应以下述几个因素作为确定的依据：1）特点。包括工程规模、性质、能源结构、生产工艺，特别是废水排放特征（废水类型、排放量、排放方法及去向、污染物组成及含量、废水的物理化学特征等）。2）环境特征。主要是与污染物迁移及转化有关的自然环境特征，包括评价区的地层、岩性、含水层埋藏条件、水文地质条件、地球化学特征以及地下水的开发利用情况。3）国家及当地政府颁布的有关法律、规定及标准。4）所处地理位置。地理位置的重要程度是影响评价等级的一个重要因素。这里主要指与大城市、重要名胜古迹或旅游地区、水源地、人口密集区等的远近及相对方位。表8.8列出了地下水环境影响评价等级划分的依据。在确定评价等级时，应综合考虑这些因素。对于不同等级的评价，评价工作的繁简要求是不同的。2.对不同等级评价的基本要求对于一级评价，需掌握区域和当地较详细的地质和水文地质资料，需较深入地说明含水层分布和特征、各含水层间以及与地表水之间的水力联系，并尽可能掌握枯、平、丰水期的地下水动态观测资料。在现有资料不能满足要求时，应补充勘探工作，并对地下水动态进行实测，有些参数要利用野外或实验室试验取得。在上述工作取得的成果基础上，选用合适的方法评价地下水的水质和水量。对于二级评价，亦需掌握附近地区的水文地质资料，基本弄清含水层特征和它们之间的相互联系，基本弄清含水层与地面水的相互联系。二级评价至少应掌握一个枯水期的地下水动态观测资料。对于二级评价，以评价水质为主。在有条件的情况下，也可对水量进行评估。三级评价只需利用现有资料，一般说明地下水分布情况，不需进行实测或勘探。三级评价可选用简单模式粗略评价水质的好坏。在无法定量评价时，可以只给出定性分析。对于低于三级评价者，可根据具体情况进行简单的描述，或者只填写建设项目环境影响报告表。（二）地下水环境现状调查地下水环境现状调查是地下水环境质量评价的重要基础工作。现状调查主要包括：环境状况；污染源；污染现状（水质现状）；水资源量调查。1.调查目的1）收集与评价有关的数据。例如，为建立地下水溶质模拟数学模型所必需的弥散参数等。2）查明污染途径。无论现状评价或者预测评价，都必须十分重视查明污染源影响地下水的污染途径。因此，不仅要查明污染物的排放方式和排放场所，而且要查明污染物进入地下水的通道（途径），其中包括合水层与污染地表水的构造通道和水力联系。3）查明污染水化学条件。污染物水化学条件是指污染物在地下水中的自净条件和稳定迁移条件，是确定污染物迁移转化规律的基础，也是正确选择预测模式的基础。研究污染水文地球化学的基本内容，包括岩土包气带（或岩石风化壳）的化学特征和水溶液的物理化学特征，以及土壤等有关环境体的生物化学条件，其中以酸碱条件、氧化还原条件、胶体化学和有机物分布等为主要方面。4）查明地下水的补给、径流、排泄等水文地质条件，其中包括描述这些条件的各种水文地质参数。例如，地下水的补给区域（范围）、径流方向、实际流速、含水层的渗透系数等。显然，需要进行某些勘探和试验工作。5）查明地下水及有关环境要素的环境容量，以及利用环境容量的方法途径。此间，除了地面调查以外，还需要进行物理模拟实验工作，以求得环境容量参数。2.调查原则地下水环境现状调查应遵循如下几个原则：l）以收集现有有效资料为主，在现有资料不足以说明问题时，应补充少量的勘探工作；2）现状调查要紧紧围绕评价大纲规定的内容进行，既不能对内容和深度要求过高，也不应降低应进行的工作；3）突出重点，有针对性地回答所关心的地下水环境问题；4）调查应有足够的质量措施，以保证调查结果的有效性和可靠性。3.调查的范围和时间从概念上讲，调查范围应包括拟建项目或活动可能影响到的地下水，因此，该拟建项目或活动所处的水文地质单元是首先应该考虑的范围。但是，由于地下水运动通常较缓慢，而且污染物进入地下水（包括非饱和带和饱水带）后，由于各种机制的作用，其运动速度又小于水的运动速度，因此污染物在地下水中的运动是一个缓慢的过程。在一般情况下，经过相当长的时间，污染物仅迁移很短的距离，而且目前地下水评价并未明确需要评价的时段。由于上述两个原因，在实际工作时，调查范围一般不会太大。不过，至少要考虑上百年时期可能影响到的区域作为调查范围。同时，调查范围的确定还应考虑到评价的等级。对于自然环境和水资源调查，最好能按水文地质单元进行，这样，便于掌握地下水的补给、径流、排泄关系，也便于估算水资源量。如果评价等级低、时间要求紧，可进行一次性调查；如果评价等级高则可在丰水期和枯水期进行两次水资源量的相关调查。对于社会环境的调查，则以行政区划确定范围为宜，同时要考虑到污染可能影响到的人群。对于社会环境，可进行一次性调查，以掌握最新的资料。对于地下水污染现状调查，地下水污染是一个慢过程，因此，一次测量基本上可以反映地下水污染状况。在有条件的情况下，可在丰水期和枯水期分别取样测量。水质的取样点应考虑污染源下游可能影响的范围，以近密远疏为原则，扇形布设，同时还应在上游足够远处设置对照取样点。就污染源调查而言，应以可能影响该区域的污染源为主，确定调查范围。由于污染源排放方式和排放特征的差异，污染源调查应在一个时段（如 35d）内多次取样分析，以便确定污染物的释放率及其变化。4.调查方法为了对地下水环境影响进行评价，需要使用一些数学模型进行计算。模型中所用到的参数，可以使用权威组织推荐的通用参数或类似条件下的参数，但更为主要的是采用特定场址的参数。后者需要通过现场的勘察、现场试验和实验室模拟来获取。为获取特定场址所需要的参数，可以使用下述某种方法，或者综合使用这些方法。1）收集现有有效资料。所谓有效资料，通常指的是近期（如近3年内）的合格成果。这是一种最简便、省时、省钱的调查方法。2）水文地质勘察。水文地质勘察是掌握评价范围地层、岩性、地下水埋藏条件的重要手段，也是获取评价参数的主要手段之一。水文地质勘察包括水文地质测绘、地球物理勘探（简称物探）、水文地质勘探（如钻探、槽探、并探等）、地下水动态观测以及使用遥感技术判读等。3）试验测量。包括水文地质试验、弥散试验、实验室模拟试验和参数测量试验等。4）类比调查。利用条件相似地区的已有成果，推断本项目的可能影响。此方法多为半定量或定性的。（三）地下水污染的评价地下水污染评价是指污染源对地下水环境产生污染效应的评价，评价的目的是论证地下水的污染程度，为污染的防治提供依据。地下水污染评价的方法多种多样，主要包括一般统计法、综合指数法、数理统计法、神经网络法和模糊数学法等。一般统计法即以监测点的检出值与背景值或饮用水标准进行比较，统计其检出数、检出率、超标率及其分布规律。该方法适用于水环境条件简单、污染物单一的地区，适用于水质初步评价。该方法简单明了，但应用有其局限性，不能反映水质的总体状况。综合指数法就是将具有不同量纲的实测值进行标准化处理，换算成某一统一量纲的指数（各项指数），使其具有可比性，然后进行数学上的归纳和统计，得出一个较简单的数值（综合指数）来代表地下水的污染程度，并以此作为地下水污染分级和分类的依据。该方法适用于评价某一水井、某一地段或时段的水体质量，便于纵向、横向对比，但不能真实反映各项污染物对环境影响的大小，分级存在绝对化，不尽合理。数理统计法是在大量水质资料分析的基础上，建立各种数学模型，经数理统计